硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料的制备及水泥性能的研究进展

硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料既有硅酸盐水泥熟料的特点,又具备硫铝酸盐水泥熟料的性能,该水泥熟料对粉煤灰、火山灰等混合材具有较好的复合性,该种水泥的生产对环境保护有很大的潜力。结合相关领域研究工作,对硫铝酸钙改性硅酸盐水泥熟料的制备方法以及其制备出的水泥性能进行概述,并针对硫铝酸钙改性硅酸盐水泥存在的问题提出改善办法。

成型与养护因素对铁铝酸盐水泥胶砂强度的影响

为了明确铁铝酸盐水泥强度检测时的注意事项,为铁铝酸盐水泥相关标准制定提供参考,从胶砂强度试验全流程出发,就水灰比、加料顺序、脱模时间、养护水pH值、模具选择等因素对铁铝酸盐水泥胶砂强度的影响进行研究。研究发现:铁铝酸盐水泥依据流动度确定水灰比更科学,同时在确定水灰比时,应以水灰比增加0.02流动度扩大20 mm作为参考;加料顺序对抗压强度的影响不大;养护水pH的增加会抑制铁铝酸盐水泥强度的发展,最佳的pH=7;采用塑料模具测出的强度偏低,成型时应采用钢模具。

磷石膏低温分解制备硫铝酸盐水泥的工艺研究

基于磷石膏完全替代石灰石的制备策略,以磷石膏、二氧化硅和氧化铝为水泥原料,烧制以硫铝酸钙和贝利特为主的硫铝酸盐水泥,考察了不同碳硫比(焦炭和硫酸钙的摩尔比)、煅烧温度和金属离子含量对水泥熟料矿物形成以及水泥性能的影响。结果表明:当碳硫比为2、煅烧制度为800~900℃-1 h/1300℃-0.5 h时,在空气气氛下成功烧制出硫铝酸盐水泥熟料的主要矿物成分;在不外掺石膏的情况下,制备出的水泥净浆试件3 d抗压强度可达35.2 MPa,28 d抗压强度达到42.8 MPa。利用磷石膏低温部分分解烧制的硫铝酸盐水泥达到了GB 20472—2006的要求。

延缓硫铝酸盐水泥凝结的研究

以硼砂和硫酸铝为主要成分研制成新型硫铝酸盐水泥缓凝剂 .实验结果表明 ,只要合理控制缓凝剂中硼砂与硫酸铝的比例 ,在一定的加入量范围内可保证水泥适度缓凝 ,对强度也无不利影响 .通过对水泥水化初期浆体中钙矾石生成量的测定、水泥浆体液相组成的分析及XRD ,DTA ,SEM分析 ,对这种新型缓凝剂的作用机理进行了系统研究 .由于熟料颗粒形状的极度不规则和表面凹凸不平 ,只有加入足够的硼砂量才能保证熟料颗粒周围迅速形成严密的硼酸钙包裹层 ,有效抑制水化 .适量硫酸铝的同时引入 ,可以促使包裹层外部液相中析出钙矾石 ,相当于在包裹层外部液相中设置了一个降低液相浓度的机构 ,迫使水较快向包裹层内渗透 ,从而达到促使包裹层破裂。

无水、半水石膏晶须用于瓦楞纸加填的对比研究

研究对比了半水、无水两种石膏晶须在瓦楞纸中的加填应用效果,发现相比半水石膏晶须,无水石膏晶须在水中溶解度明显更低,因而用于纸张加填时保留率更好。加填量为5%时,无水石膏晶须可以明显改善纸张强度性能,但进一步增加填料用量,纸张强度下降;半水石膏晶须用于纸张加填时,随着加填量增加,纸张强度性能呈逐渐下降趋势;同等填料用量下,无水石膏晶须加填纸张的强度性能更好。阳离子淀粉应用可以改善加填石膏晶须纸张的强度性能,而且相比对半水石膏晶须加填纸张的增强效果更好。相关研究为磷石膏晶须更好地用于纸张加填提供了数据和理论支持。

硅酸盐与硫铝酸盐复合水泥孔隙液相pH值变化研究

为了解硅酸盐水泥与硫铝酸盐水泥复合之后性能变化的原因,通过对复合水泥孔隙溶液的pH值进行研究,探讨了pH值变化与性能之间的内在联系。研究表明,孔隙溶液pH值变化与强度有良好相关性,水化3h后复合水泥pH值在SAC掺量为20%-80%之间出现波谷,水化剧烈并开始大量放热,后期强度也出现明显波谷区,其中以其掺量为60%时pH值和后期强度最低;当SAC或PC掺量为0%-20%时,复合水泥孔隙溶液pH值和强度相对于纯的SAC或PC而言基本没有变化,甚至还会稍微提高,这对降低水泥生产成本和提升水泥性能具有积极意义。

循环流化床固硫灰渣低收缩水泥的制备及性能

通过分别使用循环流化床(CFBC)固硫灰、渣代替部分原材料制备低收缩水泥熟料,加入质量分数为10%的石膏即得到CFBC固硫灰、渣低收缩水泥,然后利用X射线衍射、扫描电镜等方法研究水与水泥的质量比(简称水灰比)对CFBC固硫灰渣低收缩水泥水化程度、抗压强度和线性膨胀率的影响。结果表明,随着水灰比的增加,CFBC固硫灰渣低收缩水泥的主要水化产物钙矾石数量增多,未水化的硅酸二钙含量减少,水化程度增大;而该水泥线性膨胀率与水灰比呈正比关系,抗压强度与其呈反比关系;利用固硫灰制备的水泥早期膨胀率随着水化时间而增大,但后期由于石膏量的不足,膨胀率则随着水化时间而减小。

双膨胀水泥研究

双膨胀水泥同时利用了钙矾石和氧化镁两个膨胀源 ,钙矾石膨胀主要发生在 2 8天以前 ,氧化镁膨胀主要发生在 2 8天以后 ,两者恰当组合 ,获得适宜的膨胀量和膨胀分布 ,从而可以比较有效地补偿大坝等大体积混凝土的体积收缩。

利用水泥窑灰和粒化高炉矿渣制备生态水泥

当前窑灰的利用率低下。为探索用立窑或流态化床水泥窑系统煅烧窑灰,制备生态水泥的可能性,对不同硫、碱含量窑灰以及加入复合矿化剂的生料进行了易烧性实验、TG—DTA分析、高温显微分析,窑灰熟料的XRD分析,研究了窑灰生态水泥熟料的烧成性能以及矿物组成,对比了窑灰矿渣生态水泥和矿渣硅酸盐水泥的抗压强度。结果表明:窑灰加入氟硫复合矿化剂煅烧后的熟料,掺入40％矿渣可制成强度与32.5级矿渣水泥相当的生态水泥。

铝酸盐矿物对氯氧镁水泥的影响

本文讨论了铝酸盐矿物对氯氧镁水泥的水化产物、耐水性和强度的影响。通过ＸＲＤ相分析，证明了具有水化活性的铝酸盐矿物（如ＣＡ，Ｃ４＿ＡＦ等）对氯氧镁水泥的水化相有影响；而没有水化活性的铝酸盐矿物（如Ｃ＿２ＡＳ）对氯氧镁水泥的水化相没有影响。当氯氧镁水泥中ＭｇＯ／ＭｇＣｌ＿２摩尔比大于５时，含有ＣＡ或Ｃ＿４ＡＦ的净浆硬化体中上要水化相更是３·１·８相，而不含ＣＡ或Ｃ＿４ＡＦ或含Ｃ＿２ＡＳ的净浆硬化体中主要水化相是５·１·８相。由于３·１·８相比５·１·８相更容易与空气中的ＣＯ＿２反应，形成在水中更稳定的氯碳酸盐相，因而加入具有水化活性的铝酸盐矿物使氯氧镁水泥的耐水性有所改善，但不降低其强度。

利用高钙粉煤灰生产膨胀水泥的初步研究

通过对掺加游离氧化钙含量不同的高钙粉煤灰水泥的研究，表明掺入合适的添加物不仅可提高该水泥的强度，而且可调节水泥硬化浆体的膨胀值，使掺高钙粉煤灰水泥的基本性能满足一些膨胀水泥的技术指标，可利用高钙粉煤灰生产膨胀水泥。

利用白云石开发膨胀水泥的初步研究

研究了白云石的煅烧温度、保温时间以及掺量等对水泥物理性能和膨胀行为的影响规律。研究发现，合理控制白云石的煅烧温度、保温时间，选择合适的掺量，可以使水泥浆体产生适度的膨胀，起到补偿收缩、防止开裂、增加强度、提高抗渗性能等作用。

水泥比表面积与石膏的匹配对硫铝酸盐水泥膨胀性能的影响及机理

本文对不同比表面积、不同石膏掺量的硫铝酸盐水泥的膨胀性能进行了研究。结果表明,硫铝酸盐水泥的比表面积、比表面积/石膏掺量的比值影响着硫铝酸盐水泥的膨胀性能,比表面积越大、比表面积/石膏掺量比值越大,硫铝酸盐水泥的膨胀率越小。其机理在于比表面积、比表面积/石膏掺量的比值控制了钙矾石的生成速度、生成量以及形貌。

高粉煤灰掺量低热微膨胀水泥的研究

采用正交试验对粉煤灰低热微膨胀水泥进行配比优选，通过提高粉磨细度，使用高温煅烧石膏，掺加复合外加剂等方法，成功地研制出粉煤灰低热微膨胀水泥（粉煤灰掺量超过６０％）。通过Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、扫描电镜（ＳＥＭ）和水化热测定等现代测试技术，深入探索了该水泥的水化机理。研究表明：粉煤灰中玻璃体受机械和化学等多种活化后，火山灰反应加速，生成较多的钙矾石和Ｃ─Ｓ─Ｈ凝胶，形成致密网络状的水泥石结构，有效地改善了该水泥的各种性能。

早强微膨胀水泥基灌浆料的性能研究

针对目前市场上水泥基灌浆材料品种多,各种灌浆材料性能参差不齐的状况,从灌浆料流动度、微膨胀、强度等方面着手,对影响水泥基灌浆料性能的各项因素进行了研究。

硫铝酸钡钙矿物烧成若干问题的研究

本文研究了新矿物硫铝酸钡钙(3CaO·3Al_2O_3·BaSO_4)形成规律、热稳定性、杂质离子固溶情况,以及烧成温度对硫铝酸钡钙水泥强度的影响.结果表明,硫铝酸钡钙在900℃开始形成,1100℃形成速度加快,>1300℃开始缓慢分解为BaQ·Al_2O_3、C_(?2)A_2、SO_2等,但在1500℃仍可存在.硫铝酸钡钙水泥适宜的烧成温度为1300-1400℃.CaO可取代其中的BaO;Fe_2O_3可取代其中的Al_2O_3,取代极限为0.6mol Al_2O_3.

膨胀水泥混凝土结构自防水技术

普通混凝土的抗拉强度低，在干缩和温差作用下，很容易出现裂缝。AEC膨胀水泥具有良好的补偿收缩性能和抗渗性能，用其配制的补偿收缩混凝土在水泥水化过程中形成大量的膨胀钙矾石晶体，堵塞毛细孔隙，大大提高抗渗性能，达到结构与防水合二为一的功能。文中介绍了AEC膨胀水泥混凝土的性能和防渗机理，在金华市一综合大楼地下室工程应用的实例及具体施工经验。

用柠檬酸渣代替天然石膏生产硫铝酸盐水泥试验研究

通过化学分析、X射线分析、扫描电镜和生产试验,研究了用柠檬酸渣(钙泥)代替石膏矿物原料生产的硫铝酸盐水泥特性及对水泥性能的影响。结果表明,甲柠檬酸渣代替天然石膏生产硫铝酸盐水泥对水泥性能无不利影响。

改性水泥基修复材料界面粘接力及性能分析研究

为减轻建筑维修加固成本、增强水泥基材料的修复性能,试验在硫铝酸盐水泥基材料中分别加入不同掺量的萘系高效减水剂(BNS)和聚羧酸高效减水剂(PC),并对材料修复性能进行研究。结果表明:BNS和PC均对硫铝酸盐水泥基材料的凝结时间有延缓作用,但PC的延缓效果低于BNS;当掺入PC时,材料流动度的经时损失较大,材料早期抗压强度降低;当掺入0.24%PC时,材料在2 h的早期抗压强度降幅为76.4%。当掺入BNS时,材料早期抗压强度增加,当掺入2.4%BNS时,材料在2 h、1 d的早期抗压强度增幅分别为51.6%、31.5%。掺入BNS或PC会促进材料中钙矾石生成,而掺量的变化对钙矾石生成量的影响较小。